탄광 밸브 : 미크론 수준의 공차 및 인간 변형의 정밀 제어 기술

탄광의 복잡한 환경에서, 유체 제어의 핵심 구성 요소 인 밸브는 압력 조절, 매체를 차단하며 안전 보장의 중요한 임무를 수행합니다. 설계 개념 및 제조 공정의 엄격함은 광산 생산의 안전성과 효율성을 직접 결정합니다. 핸드 휠 중심의 탄광 밸브를 예로 들어, 작동 메커니즘 및 밀봉 구조의 설계는 사법 균형과 같은 정밀도와 균형을 추구하여 인력을 기계적 전송을 통해 밸브 디스크의 밀리미터 수준 제어로 변환하는 반면, 밀봉 쌍의 일치하는 클리어런스는 미묘한 수준의 내성 법칙을 따릅니다. 약간의 편차는 연쇄 반응을 유발하고 전체 압력 시스템의 붕괴로 이어질 수 있습니다.

의 핸드 휠 디자인 석탄 광산 밸브 본질적으로 작업자의 체력을 기계 구조를 통해 밸브 디스크의 선형 또는 회전 이동으로 변환하는 것입니다. 연산자가 핸드 휠을 시계 반대 방향으로 회전하면 핸드 휠의 스포크 구조는 밸브 스템 너트로 토크를 전달하고 밸브 스템은 나사산 쌍의 동작 하에서 축 변위 또는 회전 운동을 생성합니다. 이 과정에서 핸드 휠의 크기, 재료 및 전송 비율이 정확하게 계산됩니다. 스포크의 수는 응력 집중을 피하기 위해 일반적으로 6 이하입니다. 림 표면은 작동 중 흠집을 방지하기 위해 매끄럽고 날카로운 모서리가 없어야합니다. 핸드 휠 너트와 밸브 스템 사이의 연결은 고강도 스레드 핏을 사용하여 토크 전송의 신뢰성을 보장합니다.

핸드 휠과 밸브 디스크 사이의 변속기 매체이므로 밸브 스템은 강도와 유연성을 모두 고려하도록 설계되어야합니다. 고압 하에서 밸브 줄기는 중간 압력과 마찰의 이중 효과를 견딜 수 있어야하므로 종종 고강도 합금 강철로 만들어지며 표면은 질화 또는 크롬 도금되어 내마모성을 향상시킵니다. 스레드 연결, 키 연결 또는 용접을 포함하여 밸브 스템과 밸브 디스크를 연결하는 다양한 방법이 있지만, 어떤 형태에 관계없이, 밸브 디스크 이동 중에 수축 또는 방해를 피하기 위해 동축 및 수직 오류가 미크론 범위 내에서 제어되도록해야합니다.

탄광 밸브의 밀봉 성능은 핵심 지표이며 밀봉 쌍의 일치하는 클리어런스 가이 성능을 결정하는 핵심입니다. 밀봉 쌍은 일반적으로 밸브 디스크 밀봉 표면과 밸브 시트 밀봉 표면으로 구성되며,이 두 개는 닫힌 상태에서 단단한 금속 금속 접촉 또는 소프트 밀봉 접촉을 형성해야합니다. 금속 하드 씰을 예로 들면, 밀봉 표면의 평탄도는 0.0009mm를 넘지 않아야하며, 표면 거칠기는 Ra≤0.2 미크론 (단단한 재료) 또는 Ra≤0.4 미크론 (소프트 재료)에 도달해야합니다. 이 정밀도 요구 사항은 밀봉 표면이 축구장의 크기로 확대되면 표면의 불균일성이 모발의 직경을 초과해서는 안된다는 것을 의미합니다.

밀봉 쌍의 맞춤 클리어런스 설계는 매체의 압력, 온도 및 부식성을 고려해야합니다. 높은 압력 차이 조건에서 너무 큰 갭은 중간 누출을 일으키고 심지어 밸브 디스크의 진동 및 침식을 유발합니다. 너무 작지만 간격은 열 팽창 또는 입자 재밍으로 인해 밀봉 장애를 일으킬 수 있습니다. 따라서, 밀봉 쌍의 공차 대역은 일반적으로 ± 10 미크론으로 엄격하게 제한되며 연삭 및 연마와 같은 공정을 통해 달성된다. 또한 밀봉 쌍의 재료 선택도 중요합니다. 예를 들어, 기성 합금 표면을 갖는 밀봉 표면은 내마모성 및 부식성을 크게 향상시킬 수있는 반면, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 또는 흑연 충전제는 저압 또는 비 동성 매체에 적합합니다.

밀봉 쌍의 맞춤 클리어런스가 설계 공차를 초과하면 그 결과는 치명적입니다. 석탄 광산에서 가스, 석탄 먼지 및 물의 혼합 매체는 밸브 밀봉에 매우 높은 요구 사항을 가지고 있습니다. 씰이 실패하면, 고압 매체는 저압 영역으로 간격을 통해 누출되어 압력 불균형을 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 가스 추출 시스템에서 밸브 누출로 인해 가스 축적이 발생할 수 있습니다. 농도가 안전 임계 값을 초과하면 시스템은 자동으로 가스 원을 차단하고 화재 경보를 유발합니다. 유압지지 시스템에서 누출로 인해 지지대 지지력이 감소하여 지붕 붕괴의 위험이 발생합니다.

또한 통제되지 않은 공차는 밸브의 마모 및 부식을 가속화 할 수 있습니다. 고압 차이의 작용 하에서, 배지의 입자는 밀봉 갭에 내장되어 "연마 마모"를 형성하고 갭 크기를 더 확장 할 수있다. 부식성 매체는 밀봉 표면을 직접 침식하고 표면 마감 처리를 파괴 할 수 있습니다. 이 악의적 인주기는 결국 밸브가 완전히 고장되어 광산이 유지 보수 생산을 중단시켜 경제적 손실과 안전 위험을 초래할 것입니다.

밀봉 쌍의 공차가 항상 제어 가능한 범위 내에 있는지 확인하려면 탄광 밸브를 정기적으로 유지하고 모니터링해야합니다. 유지 보수는 다음과 같습니다. 밀봉 표면의 마모 확인, 필요할 때 연삭 및 수리; 노화 된 포장 또는 O- 링 교체; 밸브 스템의 직선과 동축성을 확인합니다. 모니터링 방법은 다음과 같습니다. 초음파 테스트를 사용하여 밀봉 표면의 균열을 감지합니다. 압력 테스트를 통한 밸브의 밀봉을 확인합니다. 진동 분석을 사용하여 밸브 디스크의 움직임을 평가합니다.

지능형 기술의 개발을 통해 일부 탄광 밸브에는 온라인 모니터링 시스템이 통합되어있어 밀봉 쌍의 갭 변화와 중간 누출에 대한 실시간 피드백을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 밸브 본체 안에 압력 센서 및 변위 센서를 설치함으로써 시스템은 밀봉 쌍의 압축 및 누출 속도를 자동으로 계산하고 임계 값을 초과 할 때 조기 경고를 발행 할 수 있습니다. 이 활성 유지 보수 모드는 밸브의 신뢰성을 크게 향상시키고 서비스 수명을 연장합니다.